Практическое задание, страница 58 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

Практическое задание

Используя шагомер и секундомер (в современных гаджетах они есть), определите расстояние от вашего дома до остановки, а также собственную скорость утром, когда идете в школу. Повторите опыт на обратном пути из школы домой и снова определите собственную скорость. Сравните скорость вашей ходьбы в школу и из школы. Определите собственную среднюю скорость на всём пути от дома до остановки и обратно. Измерьте собственный средний шаг с помощью рулетки или школьной линейки. Подумайте, как получить отпечатки вашего шага.

Это практическое задание, которое нужно выполнить самостоятельно, проведя измерения. Ниже представлен общий ход выполнения работы и пример расчетов с использованием произвольных данных.

Измерьте собственный средний шаг с помощью рулетки или школьной линейки. Подумайте, как получить отпечатки вашего шага.

Для измерения средней длины шага можно использовать несколько способов:

1. Отмерьте с помощью рулетки известное расстояние, например, 10 метров. Пройдите это расстояние обычным шагом, считая количество сделанных шагов. Затем разделите расстояние на количество шагов. Для большей точности повторите измерение несколько раз и найдите среднее значение. Например, если на 10 метров у вас ушло 16 шагов, то средняя длина шага будет $l_{ср} = \frac{10 \text{ м}}{16} = 0.625 \text{ м}$.

2. Чтобы получить отпечатки шагов, можно наступить в лужу или намочить подошву обуви и пройти по сухому асфальту. Затем измерить расстояние между двумя последовательными отпечатками (например, от пятки до пятки). Это и будет длина вашего шага. Измерив так несколько шагов и найдя среднее значение, можно получить более точный результат. Другие способы: пройти по снегу, мокрому песку или рассыпанному на темной поверхности мелу.

В наших дальнейших расчетах будем считать, что средняя длина шага уже измерена и составляет, например, $l_{ср} = 0.6 \text{ м}$.

Ответ: Среднюю длину шага можно определить, разделив известное расстояние на количество шагов, потребовавшихся для его прохождения. Отпечатки шага можно получить, пройдя с мокрой обувью по сухой поверхности или по мягкому грунту (снег, песок).

Используя шагомер и секундомер, определите расстояние от вашего дома до остановки, а также собственную скорость утром, когда идете в школу. Повторите опыт на обратном пути из школы домой и снова определите собственную скорость.

Для выполнения этого пункта необходимо провести реальные измерения. Ниже приведен пример расчета.

Дано:

Средняя длина шага: $l_{ср} = 0.6 \text{ м}$

Количество шагов до школы (по шагомеру): $N_1 = 1500$

Время в пути до школы (по секундомеру): $t_1 = 12 \text{ мин}$

Количество шагов из школы (по шагомеру): $N_2 = 1520$

Время в пути из школы (по секундомеру): $t_2 = 15 \text{ мин}$

Переведем все данные в систему СИ:

$l_{ср} = 0.6 \text{ м}$

$t_1 = 12 \text{ мин} = 12 \cdot 60 \text{ с} = 720 \text{ с}$

$t_2 = 15 \text{ мин} = 15 \cdot 60 \text{ с} = 900 \text{ с}$

Найти:

Расстояние до остановки $S$.

Скорость по пути в школу $v_1$.

Скорость по пути из школы $v_2$.

Решение:

1. Определим расстояние от дома до остановки. Для этого умножим количество шагов на среднюю длину шага. Так как количество шагов может немного отличаться, найдем среднее расстояние. Можно использовать данные пути в школу:

$S_1 = N_1 \cdot l_{ср} = 1500 \cdot 0.6 \text{ м} = 900 \text{ м}$

Или данные пути из школы:

$S_2 = N_2 \cdot l_{ср} = 1520 \cdot 0.6 \text{ м} = 912 \text{ м}$

Расхождения связаны с погрешностью измерений и тем, что путь мог немного отличаться. В качестве расстояния $S$ возьмем среднее значение:

$S = \frac{S_1 + S_2}{2} = \frac{900 + 912}{2} = 906 \text{ м}$

2. Определим скорость движения в школу. Для этого разделим расстояние на время в пути:

$v_1 = \frac{S}{t_1} = \frac{906 \text{ м}}{720 \text{ с}} \approx 1.26 \text{ м/с}$

3. Определим скорость движения из школы:

$v_2 = \frac{S}{t_2} = \frac{906 \text{ м}}{900 \text{ с}} \approx 1.01 \text{ м/с}$

Ответ: Расстояние от дома до остановки составляет примерно $S = 906 \text{ м}$. Скорость по пути в школу $v_1 \approx 1.26 \text{ м/с}$. Скорость по пути из школы $v_2 \approx 1.01 \text{ м/с}$. Ваши значения будут отличаться в зависимости от ваших измерений.

Сравните скорость вашей ходьбы в школу и из школы.

Сравним полученные в примере скорости: $v_1 \approx 1.26 \text{ м/с}$ и $v_2 \approx 1.01 \text{ м/с}$.

$v_1 > v_2$, так как $1.26 > 1.01$.

В данном примере скорость ходьбы в школу утром оказалась выше, чем скорость на обратном пути. Это может быть связано с тем, что утром человек спешит на занятия, а вечером, после учебы, идет более спокойным шагом, так как утомлен или не торопится.

Ответ: В приведенном примере скорость по пути в школу ($1.26 \text{ м/с}$) больше скорости по пути из школы ($1.01 \text{ м/с}$). В вашем случае результат может быть другим.

Определите собственную среднюю скорость на всём пути от дома до остановки и обратно.

Дано:

Расстояние в одну сторону: $S = 906 \text{ м}$

Время в пути "туда": $t_1 = 720 \text{ с}$

Время в пути "обратно": $t_2 = 900 \text{ с}$

Найти:

Средняя скорость на всем пути $v_{ср}$.

Решение:

Средняя скорость - это отношение всего пройденного пути ко всему затраченному времени.

Весь путь $S_{общ}$ равен сумме путей "туда" и "обратно":

$S_{общ} = S + S = 2S = 2 \cdot 906 \text{ м} = 1812 \text{ м}$

Все время $t_{общ}$ равно сумме времени движения "туда" и "обратно":

$t_{общ} = t_1 + t_2 = 720 \text{ с} + 900 \text{ с} = 1620 \text{ с}$

Теперь можем найти среднюю скорость:

$v_{ср} = \frac{S_{общ}}{t_{общ}} = \frac{1812 \text{ м}}{1620 \text{ с}} \approx 1.12 \text{ м/с}$

Важно отметить, что средняя скорость не является средним арифметическим двух скоростей: $\frac{v_1 + v_2}{2} = \frac{1.26 + 1.01}{2} = 1.135 \text{ м/с}$, так как время движения в школу и из школы было разным.

Ответ: Средняя скорость на всём пути от дома до остановки и обратно составляет $v_{ср} \approx 1.12 \text{ м/с}$.